JPH1082040A - フロートバルブ型分水工における分水管の取水口構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 越流状態のときの空気の巻き込みを抑制して
下流側配管でのエアハンマーなどの不都合の発生を防止
することができるようにする。 【解決手段】 水槽１内に上下方向に配置される分水管
１２の頂部の径方向対向箇所を切欠いて越流堰１４ａを
有する一対の取水口１４が形成され、これら取水口１４
それぞれの両縁部１４Ａ，１４Ｂで該分水管１２の内部
空間を隔てて対向する縁部間に亘って板部材２８，２８
が掛け渡し固定されており、これら板部材２８，２８の
下端部２８ａ，２８ａが越流堰１４ａよりも下方にまで
延出されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプラインに流
れる用水を幹線水路から水田など一定のかんがい区域へ
分水供給する場合に設置される分水工で、詳しくは、下
部に流入管が接続された水槽内に、その頂部の径方向対
向箇所の周壁を切り欠いて越流堰を有する一対の取水口
が形成されているとともに、その底部近くに流出管が接
続されている分水管を上下方向に設置してなり、水槽内
の水面変動に伴うフロートの浮力及び重力を利用した上
下動により流入管の先端部に接続配置されたバルブを開
閉させて水槽内の水位を一定に保つように構成されてい
るフロートバルブ型の分水工における分水管の取水口構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のフロートバルブ型分水工
における分水管は、図１１および図１２に示すように、
鋼管などの金属製分水管３０の頂部周壁の径方向対向箇
所を下方へ向けて適当長さに亘り四角形状に切り欠くこ
とによって、越流堰３１ａを有する一対の取水口３１が
形成されているとともに、上記分水管３０の底部近くに
は流出管３２が接続されており、水槽（図示省略する）
内の水位が越流堰３１ａ以上であるとき、その水槽内の
水を越流堰３１ａを越えて分水管３０内に流下させて上
記流出管３２を経て下流側へ流出させるように構成され
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来のフロ
ートバルブ型分水工における分水管においては、水槽内
の水が取水口３１の越流堰３１ａを越えて分水管３０内
に流下する越流状態のとき、上記取水口３１のサイドエ
ッジ部３１ｅで流れが剥離して分水管３０内に渦ｃが発
生し、この渦ｃによる吸い込み作用によって空気が巻き
込まれる。この巻き込まれた空気が上記流出管３２を経
て下流側配管へ流されて、該下流側配管内に溜まると、
エアハンマーなどの不都合を生じるという問題があっ
た。

【０００４】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、越流状態のときの空気の巻き込みを抑制して
下流側配管でのエアハンマーなどの不都合の発生を防止
することができるフロートバルブ型分水工における分水
管の取水口構造を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明に係るフロートバルブ型分水
工における分水管の取水口構造は、下部に流入管が接続
された水槽と、この水槽内に上下方向に設置され、その
頂部の径方向対向箇所には周壁を切り欠いて越流堰を有
する一対の取水口が形成されているとともに、その底部
近くには流出管が接続されている分水管と上記水槽内の
水面に浮上させたフロートの上下動に連動して上記流入
管の先端部に接続配置されたバルブを開閉させる連動機
構とを備えてなるフロートバルブ型分水工において、上
記分水管の一対の取水口それぞれの両縁部で該分水管の
内部空間を隔てて対向する縁部間に亘って板部材が掛け
渡し固定されており、これら板部材の下端部は上記越流
堰よりも下方にまで延出されていることを特徴とするも
のである。

【０００６】上記のような構成の請求項１に記載の発明
によれば、水槽内の水が取水口の越流堰を越えて分水管
内に流下する越流状態のとき、上記取水口の両縁部近く
から流入する水は板部材の面に沿って流れ込むととも
に、その板部材の面に沿って越流堰の下方にまで案内さ
れることになって、剥離に伴う渦の発生がない。それゆ
えに、空気の巻き込みがほとんどなくて、下流側配管内
においてエアハンマーなどの不都合を生じることがなく
なる。

【０００７】特に、上記構成のフロートバルブ型分水工
における分水管の取水口構造において、請求項２に記載
のように、上記各板部材を、上記対向縁部間の中央部分
が分水管の中心に近づくような湾曲状に形成することに
よって、上記取水口の両縁部近くから流入する水の流入
角度を緩和して渦の発生および渦による空気の巻き込み
防止機能を一層高めることが可能である。

【０００８】また、請求項３に記載の発明に係るフロー
トバルブ型分水工における分水管の取水口構造は、上記
請求項１または２に記載の発明に係るフロートバルブ型
分水工における分水管の取水口構造において、上記分水
管の内径を、その内部の平均流速が０．２ｍ／秒以下に
なるように設定したものであり、このような構成とする
場合は、水中での空気の浮き上がり速度が約０．２８ｍ
／ｓ（秒）であること及び分水管内を流下する水の平均
流速が０．２１ｍ／ｓ以下では空気の連行がないとの実
験結果から明らかなように、たとえ分水管内に微小量の
空気が巻き込まれたとしても、その空気が下流側配管へ
連行されることを防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明に係るフロートバ
ルブ型分水工の実施の形態を示す全体縦断正面図、図２
は同分水工の全体縦断側面図、図３は同分水工の一部切
欠き平面図である。これら各図において、１は水槽であ
り、該水槽１は、円盤状の鉄筋入りコンクリート製底壁
部１Ａと円筒状の鉄筋入りコンクリート製胴壁部１Ｂと
に分割して製作され、これら分割された壁部１Ａと１Ｂ
とは、例えば図４に示すように、底壁部１Ａ側に形成さ
れている上向き開放の台形状の環状凹部１ａ内にシール
性接着剤２を流し込んだ状態で、環状凹部１ａ内に胴壁
部１Ｂの下端部に形成した環状凸部１ｂを嵌合させて両
者１Ａ，１Ｂを水密状態に接合施工可能とした組立式マ
ンホールから構成されている。上記胴壁部１Ｂの下部で
径方向に対向する位置には、該胴壁部１Ｂの製作時にお
いて流入管３および流出管４がシール部材５および６を
介して水密状に接続されている。

【００１０】７は上記流入管３の先端部に接続されて上
記水槽１内に架台８を介して設置されたバルブで、該バ
ルブ７は、上記水槽１内に下向きに開口する流路をもつ
バルブ本体７ａとこのバルブ本体７ａ内に形成の弁座７
ｂに当接離間可能な弁体７ｃとこの弁体７ｃから上方へ
向けて一体に固着延出した弁棒７ｄとから構成されてい
る。９は上記水槽１内の水面ＷＬに浮上可能に設けられ
たフロートであり、このフロート９は上記水槽１内の水
面ＷＬの変動に伴って上記バルブ７のバルブ本体７ａの
上面固定板７ｅから垂直姿勢で上方へ延出した複数本の
ロッド状ガイド１１に沿って上下動自在に構成されてい
るとともに、このフロート９と上記バルブ７の弁体７ａ
との間には、該フロート９の上下動に連動して弁体７ａ
を開閉させる連動機構としてのパンタグラフ式リンク機
構１０が設けられている。

【００１１】１２は金属製、例えば鋼製の分水管で、上
記水槽１内に挿入設置することにより、その底部近くに
上記流出管４が接続される分水路１３を構成するもの
で、この鋼製分水管１２の頂部周壁で上記フロート９お
よびバルブ７の存在する側に対して直交する径方向の対
向周壁部分をそれぞれ下方へ向けて適当長さに亘り四角
形状に切欠くことによって越流堰１４ａを有する一対の
取水口１４，１４が形成され、これら取水口１４，１４
を介して上記分水路１３が上記水槽１内のスタンド室１
５に連通接続されている。

【００１２】上記分水管１２の一対の取水口１４それぞ
れの両縁部１４Ａ，１４Ｂで分水管１２の内部空間を隔
てて対向する縁部１４Ａ，１４Ａ、１４Ｂ，１４Ｂ間に
亘って、図５および図６に示すように、一対の平らな板
部材２８，２８が相互に平行状態に掛け渡し固定され、
これら一対の板部材２８，２８間に上記分水路１３に連
なる平面視略小判形状の単一の上部分水路１３Ａが形成
されており、かつ、これら各板部材２８の下端部２８ａ
は上記越流堰１４ａよりも少し下方にまで延出されてい
る。また、上記分水管１２の内径は、その内部の分水路
１３での平均流下速度が空気（気泡）の水中での浮き上
がり速度（０．２８ｍ／ｓ）よりも小さい０．２ｍ／ｓ
以下になるように設定されている。

【００１３】上記連動機構としてのパンタグラフ式リン
ク機構１０は図７および図８に明示のように構成されて
いる。即ち、バルブ本体７ａの上面固定板７ｅに取り付
けた門型支持部材１６の天板部下面に略コ字状の支持枠
１７が止着され、この支持枠１７に、互いにＸ字状に交
差させて配置した一対の主アーム１８ａ，１８ｂの交差
点部分が枢支軸１９を介して回動可能に枢支されている
と共に、上記一対の主アーム１８ａ，１８ｂの上部と平
行四辺形を形成する一対の上側従アーム１８ｃ，１８ｄ
の両端部が各主アーム１８ａ，１８ｂの上端部とフロー
ト軸９ａの下端部とに連結ピン２０，２１を介してそれ
ぞれ回動可能に連結され、かつ、上記一対の主アーム１
８ａ，１８ｂの下部と平行四辺形を形成する一対の下側
従アーム１８ｅ，１８ｆの両端部が各主アーム１８ａ，
１８ｂの下端部と上記バルブ７の弁棒７ｄの上端部とに
連結ピン２２，２３を介してそれぞれ回動可能に連結さ
れている。

【００１４】また、図１〜図３において、２４は上記フ
ロート９の上部に設けたフロート高さ調整用ねじ機構
で、上記水槽１の上部開口全体を閉塞する蓋体２５に形
成され常時は小蓋２６により閉塞される小開口を通じて
ハンドル２４ａを回転操作することで上記フロート９の
設定高さを変更して、その上下動作範囲を調整すること
により水槽１のスタンド室１５から分水管１２内の分水
路１３への分水量を調整可能としている。なお、図中の
２７は余剰水の排出管である。

【００１５】上記構成のフロートバルブ型分水工におい
ては、流出管４の下流側での水使用により分水路１３内
の水面低下に伴い水槽１のスタンド室１５の水が一対の
取水口１４における越流堰１４ａを越えて上部分水路１
３Ａ内に流入される。このとき、上記各取水口１４の両
縁部１４Ａ，１４Ｂ近くから流入する水は各板部材２８
の面に沿って流れ込むとともに、その板部材２８の面に
沿って越流堰１４ａの下方にまで案内されることになる
ために、剥離を生じず、それに伴う渦の発生が抑制され
ることになり、空気をほとんど巻き込まないでスタンド
室１５から分水路１３Ａ，１３へ流入される。また、こ
のようにして流入された分水路１３内の水は平均流速
０．２ｍ／ｓ以下で流下することになるから、越流時に
一部の空気が巻き込まれたとしても、その空気（気泡）
が上記水の平均流下速度以上の速度（０．２８ｍ／ｓ）
で浮き上がるために、巻き込まれた空気が分水路１３の
下方へ連行されて流出管４を経て下流側配管に流される
ことがない。

【００１６】そして、上記水槽１のスタンド室１５から
上記分水路１３Ａ，１３への水の越流によりスタンド室
１５内の水面が低下すると、その水面低下に応じてフロ
ート９が下降してパンタグラフ式リンク機構１０の各ア
ーム１８ａ〜１８ｆが図７の仮想線に示すように上下方
向に縮小し、これに連動して弁棒７ｄを介してバルブ７
の弁体７ｃが引き上げられて弁座７ｄから離間し、流入
管３から水槽１のスタンド室１５内へ水が供給される。

【００１７】このようなスタンド室１５内への水の供給
により水面が上昇すると、その水面上昇に応じてフロー
ト９も上昇して上記パンタグラフ式リンク機構１０の各
アーム１８ａ〜１８ｆが図７の実線に示すように上下方
向に伸長し、これに連動して弁棒７ｄを介してバルブ７
の弁体７ｃが引き下げられて弁座７ｄに当接し、流入管
３からの水の供給が停止されてスタンド室１５内に一定
量の水が溜められることになる。

【００１８】上記のように、流出管４の下流側での使用
水量の増減により水槽１のスタンド室１５内の水面変動
に伴うフロート９の上下動によって上記パンタグラフ式
リンク機構１０の各アーム１８ａ〜１８ｆが上下方向に
伸縮し、この伸縮に連動してバルブ７の弁体７ｃが開閉
動作されてスタンド室１５内の水量をほぼ一定に保ちつ
つ、分水管１２に切欠き形成された取水口１４における
越流堰１４ａを越えて分水路１３Ａ，１３内への分水供
給が行なわれる。

【００１９】図９は本発明に係るフロートバルブ型分水
工における分水管の取水口構造の他の実施の形態を示す
もので、上記分水管１２の一対の取水口１４それぞれの
両縁部１４Ａ，１４Ｂで分水管１２の内部空間を隔てて
対向する縁部１４Ａ，１４Ａ、１４Ｂ，１４Ｂ間に亘っ
て互いに平行状態に掛け渡し固定された一対の板部材２
８，２８を上記対向縁部１４Ａ，１４Ａ、１４Ｂ，１４
Ｂ間の中央部分が分水管１２の中心に近づくような湾曲
状に形成したものであり、このような湾曲状の板部材２
８，２８を用いることによって、上記各取水口１４の両
縁部近くから流入する水の流入角度を緩和して渦の発生
および渦による空気の巻き込み防止機能を一層高めるこ
とが可能である。

【００２０】また、図１０は本発明に係るフロートバル
ブ型分水工における分水管の取水口構造のもう一つの実
施形態を示すもので、上記分水管１２の一対の取水口１
４それぞれの両縁部１４Ａ，１４Ｂで分水管１２の内部
空間を隔てて斜行方向で対向する縁部１４Ａ，１４Ｂ間
に亘って、二枚の湾曲状板部材２８，２８を平面視略楕
円形状に配置して掛け渡し固定することにより、これら
板部材２８，２８の両側に一対の取水口１４に各別に連
通する上部分水路１３Ｂ，１３Ｃを形成したものであっ
て、この場合も上記図９に示す実施形態のものと同様
に、上記各取水口１４の両縁部近くから流入する水の流
入角度を緩和して渦の発生および渦による空気の巻き込
み防止機能を一層高めることが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、水槽内の水が取水口の越流堰を越えて分水管内
に流下する越流状態のときに、取水口の両縁部近くから
流入する水の流れを板部材の面に沿って越流堰の下方に
まで案内させることができるので、取水口のサイドエッ
ジ部で水の一部が剥離されて分水管内に渦を発生し、そ
れに伴って空気が巻き込まれることを抑制できる。した
がって、取水口の縁部間に亘って板部材を掛け渡し固定
するだけの簡単な構造改良によって、巻き込み空気を原
因として下流側配管でエアハンマーなどの不都合が発生
することを防止できるという効果を奏する。

【００２２】特に、請求項２に記載の発明によれば、上
記取水口の両縁部近くから流入する水の流入角度を緩和
して渦の発生および渦による空気の巻き込み防止機能を
一層高めることができる。

【００２３】また、請求項３に記載の発明によれば、上
記請求項１に記載の発明の項かに加えて、越流状態のと
きに、たとえ分水管内に微小量の空気が巻き込まれたと
しても、その空気を分水管内の水面上に浮き上がらせて
下流側配管へ連行されることを防止でき、これによっ
て、下流側配管でのエアハンマーなどの不都合の発生を
一層確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフロートバルブ型分水工の実施の
形態を示す全体縦断正面図である。

【図２】同上分水工の全体縦断側面図である。

【図３】同上分水工の一部切欠き全体平面図である。

【図４】同上分水工における水槽の要部の拡大縦断面図
である。

【図５】同上分水工における分水管の取水口構造を示す
要部の拡大斜視図である。

【図６】同上分水管の取水口構造を示す要部の拡大平面
図である。

【図７】同上分水工における連動機構を示す要部の拡大
正面図である。

【図８】図７のＸ−Ｘ線に沿った縦断側面図である。

【図９】本発明の他の実施の形態による分水管の取水口
構造を示す要部の拡大平面図である。

【図１０】本発明のもう一つの実施の形態による分水管
の取水口構造を示す要部の拡大平面図である。

【図１１】従来のフロートバルブ型分水工における分水
管の取水口構造を示す要部の拡大斜視図である。

【図１２】同上従来のフロートバルブ型分水工における
分水管の取水口構造を示す要部の拡大平面図である。

【符号の説明】

１ 水槽 ３ 流入管 ４ 流出管 ７ バルブ ９ フロート １０ パンタグラフ式リンク機構（連動機構） １２ 分水管 １３Ａ，１３ 分水路 １４ 取水口 １４ａ 越流堰 １４Ａ，１４Ｂ 取水口の縁部 ２８ 板部材 ２８ａ 板部材の下端部

フロントページの続き (72)発明者 米村 省一 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 品末 太郎 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 山本 宜史 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部に流入管が接続された水槽と、 この水槽内に上下方向に設置され、その頂部の径方向対
   向箇所には周壁を切り欠いて越流堰を有する一対の取水
   口が形成されているとともに、その底部近くには流出管
   が接続されている分水管と、 上記水槽内の水面に浮上させたフロートの上下動に連動
   して上記流入管の先端部に接続配置されたバルブを開閉
   させる連動機構とを備えてなるフロートバルブ型分水工
   において、 上記分水管の一対の取水口それぞれの両縁部で該分水管
   の内部空間を隔てて対向する縁部間に亘って板部材が掛
   け渡し固定されており、 これら板部材の下端部は上記越流堰よりも下方にまで延
   出されていることを特徴とするフロートバルブ型分水工
   における分水管の取水口構造。
2. 【請求項２】 上記各板部材は、上記対向縁部間の中央
   部分が分水管の中心に近づくような湾曲状に形成されて
   いる請求項１に記載のフロートバルブ型分水工における
   分水管の取水口構造。
3. 【請求項３】 上記分水管の内径は、その内部の平均流
   速が０．２ｍ／秒以下になるように設定されている請求
   項１または２に記載のフロートバルブ型分水工における
   分水管の取水口構造。